全面解析防爆电机异声原因及处理办法

防爆常识

一、定义

噪声是发生体做无规则振动时发出的声音,电机噪音主要有机械噪音、电磁噪音及通风噪音。

二、电机噪音的产生与控制

1、 区分电磁噪音,机械噪音还是通风噪音

一般采用分步运转法来区分,即断开某运转部件来分析噪音源,譬如,断开风扇产生的噪音即是电磁噪音或机械噪音,再切断电源,最后仍然出现噪音即可判定为机械噪音。

2、机械噪音

⑴ 电机振动产生的振动噪音,主要为转子的不平衡产生的离心力的振动噪音。

⑵ 电机热应力引起的轴的变形

⑶外力引起的轴弯曲(皮带,齿轮,连接不同心)

预防

a.需要定期抽查转子的不平衡精度,对要求转速高,惯量大的电机尤其重要;

b.对转子上有其他一起旋转的零件时,如质量相对较重,均需要做动平衡处理(检查转子动平衡)。

c.避免轴与转子铁心的过度配合,热套转子铁心时引起的轴弯曲(检查转子跳动)。

3、电机轴承的转动,润滑不良产生的摩擦噪音。

因为轴承是随电机转子一起旋转,因滚珠,内圈,外圈的不光滑,他们之间有间隙,滚珠的不圆或内部的混杂物,从而引起他们之间的碰撞而产生噪音。

轴承的内圈与轴配合过紧,轴承的外圈与轴承室配合过紧使的轴承内外圈的变形量增大,轴承游隙变小,加剧了滚珠与内外圈的摩擦,从而使振动和跳动增加,噪音上升,轴承发热厉害。轴承的内圈与轴配合过松,轴承的外圈与轴承室配合过松,电磁力使得转子窜动引起的撞击声。

角接触球轴承的预紧力不够造成的滚珠游隙过大产生的与滚道的撞击。

降低因轴承问题造成的噪音一般采取如下办法:

a.尽可能采取密封轴承,避免杂物进入。

b.轴承加油脂前一定要清洗油污,一般清洗后比清洗前噪音要降低3dB(A)(检查轴承内油污杂质,油污,重新清洗更换油脂)。

c.检查轴承批号,如轴承出厂时间过长会导致内部油脂干涸,宜在轴承防尘盖和外圈间隙处加入油脂,注意要均匀加入。

d.轴承室与轴承外圈的配合,其径向间隙宜在3~9μm(检查端盖的公差,如接近下差,需要加大轴承室,注意保证同止口的同心度)。

e.为消除轴承的轴向间隙,宜用波形弹簧片给轴承施加适当的压力(加波形弹簧片)。

f.对角接触球轴承需要检查电机装机后的轴向窜动。

g.如仍无法解决轴承噪音问题,请更换轴承。

预防

a. 轴承安装在转子上后旋转转子检查轴承的振动量,如有异常振动,则需要更换。

b. 检查波形弹簧片的弹性量,保证转子的开档尺寸,机座的总长,以及轴承室底平面至止口平面的高度,避免不能给轴承提供足够的压力。

c. 轴承的运输,保存,安装注意轻拿轻放,尤其在安装时避免冲击,宜采用对压和热套的办法,并尽可能的避免外圈受力。

4、实体摩擦产生的噪音。

转子与定子的虚擦,零部件的加工精度原因,导致定转子装配好后不同心,导致转子与定子摩擦。

⑴端盖,轴承盖与转子的虚擦,也是由零件的加工不同心引起的。

⑵ 为防止漏电而在线圈上包裹的绝缘纸和转子的摩擦。

 预防

a.提高零部件加工精度,工艺工装上保证零件的同心度,机座两端止口和铁心位置一次性加工完成。

b.仔细清理转子上加工毛刺,定子内径上的绝缘漆。

c.加强对不同心度的抽查,避免让不合格品流入装配线。

d.安装完毕后用手盘动转子,应运转灵活,均匀无局部受力。

5、通风噪音。

由旋转的转子及风扇造成的空气的流动和变化造成的,流动越快,噪声越大。

⑴ 流体振动噪音,风扇及转子高速旋转产生的空气涡流噪音。

⑵风扇旋转使冷却空气周期性脉动或气体撞击障碍物时的单频噪音。

⑶ 风路中薄壁零件谐振。

6、风路设计不合理长生的“笛声”。

降低因通风噪音问题一般采取如下办法:

a.对温升不高或散热良好的电机尽量取消风扇,减少噪声源。

b.风扇应无扭曲变形,壁厚,间距均匀,尽量较少键连接。

c.转子表面尽量光滑

d.优先采用轴流式风扇

e.减少风道中的障碍物,风道设计尽可能设计成流线型,并避免风道截面突然变化

7、电磁噪音

由于磁场相互作用产生随时间和空间相互变化的径向力,使得定子铁心和机座以及转子出现随时间周期性变化的径向变形,即产生振动。转子刚性很大,产生的振动量很小,故电磁噪音主要由定子的振动使得周围空气脉动引起的气载噪音;当径向电磁力波频率和定子的固有频率接近时,就会产生共振。

⑴ 定转子槽引起的槽高谐波,磁导产生周期性变化,从而引起气隙磁密的周期性变化,产生齿高谐波。一般采用斜一个槽距,其径向力要比直槽小很多(检查转子斜槽度)。

⑵铁心磁饱和引起的饱和高谐波。负载过大,电压超大时较明显(检测负载电流和电压值)。

⑶气隙偏心,定转子压装不齐,电压、线圈、磁路的不平衡引起电机磁通分布的不平衡,从而产生一边拉力大,一般拉力小,也就是单边磁拉力,它随转速周期性变化(检查零部件的同心度,定转子压装是否对齐,电压是否平衡,线圈电阻是否平衡,如因不同心引起,可适当的加大气隙,但过大或导致空载电流大幅上升,效率和功率因素下降)。

⑷不合适的定转子槽配合,造成谐波引起低次数力波造成的噪音(在多速电机中较明显)。

预防

电气设计上

a.选择适当的定、转子槽配合;

b.采用斜槽;

c.增大气隙;

d.降低气隙磁密及齿部、轭部磁密;

e.缩小定、转子槽口宽度,或转子采用闭口槽;

f.选择合适的绕组及绕组节距;

g. 尽量使绕组的并联路数a=2p;

h.定子铁心的轭部应尽量厚;

i.将铁心迭片交错迭装;

j.采用磁性槽楔

k避免共振。

机械设计上

a.提高轴的弯曲刚性。

b.消除静的偏心,提高装配精度 (端盖,定子,转子的同心度,清理端盖和机座止口平面的高点及毛刺等) 。

c.遮音和防音构造的设计。

d.提高定子的刚度(如整体浸漆,和端盖拉长螺杆固定)。

使用上

a.消除电压造成的不平衡

b.了解机座,端盖的自然振动频率,避开共振点(屏蔽共振点)。

电机噪声一般是由电机振动引起的,因为电机噪声起因于振动,由于振动频率的不同,或让人感觉是噪声,或让人感觉只是振动。

 

电机振动异声,起因有下述几种。

一、 电磁震动

如果切断电源,振动就消失,是电磁振动。

二、 机械震动

即便切断电源,振动也不消失,这就是机械振动。可按下述顺序来查明原因。

1、拆开与工作机械的连接

拆开与工作机械的连接后运转时,如果不正常振动消失,则原因是连接部分没有连接好。套上带轮时,要注意轴的平行度、带的张力等。

2、检查底座和安装底脚

即使单独运转也查不出不正常振动的原因时,使用转矩扳手、扳手等检查基础螺栓、电动机安装螺栓是否松动,如有松动把它拧紧即可。

3、转子没有平衡好

根据上述顺序检查不出振动的原因,要考虑是否转子没有平衡好。经过长年累月的运行后,由于绕组绝缘老化、绑带松弛等会造成转子平衡变差。假如振动的原因是由于转子不平衡,则振动状态随着转速而异,而且其振动值多半没有再现性。把转子拆卸下来用肉眼观察,并用检查手锤敲击绑带,听其声音辨别是否存在问题。

异常的振动与响声,一时也许对电动机并无严重的损害,但时间一长,将会对电机产生严重恶果。因此一定要及时找出原因,及时处理。首先应检查周围的部件对电动机的影响,然后,解开传动装置(联轴器、传动带等),使电动机空转。如果空转时不振动,则振动的原因可能是传动装置安装不好,或是工作机械不正常。如果空转时振动与响声并未消除,则故障在电动机本身。这时,应切断电源,在惯性力的作用下电动机继续旋转,如果不正常的响声立即消失,则属于电磁性振动,应按上面叙述的原因一一排查。

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